蒸汽发生器传热管设计开题报告

沈 阳 工 程 学 院 毕业设计（论文）开 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 报告 蒸发器传热管结构设计 系    部：  能源与动力工程系  专    业：  核工程与核技术    学生姓名：      白彬          指导教师：      李伟哲        开题时间：  2012 年 2 月 27 日 一、研究背景 蒸汽发生器是核电动力设备中的一个主要部件，产生汽轮机所需蒸汽的换热设备。在核能反应堆中，核能产生的热量由冷却剂带出，通过蒸汽发生器传给二回路的给水，使其产生具有一定压力、一定温度和一定干度的蒸汽，此蒸汽再进入汽轮机中做功，转换为电能或机械能。在这个能量转换过程中，蒸汽发生器既是一回路设备，又是二回路设备，所以被称为一、二回路的枢纽。实际运行经验表明，蒸汽发生器能否安全、可靠地运行，对整个核动力装置的经济性和安全性具有十分重要的影响。 在早期的蒸汽发生器传热管结构设计过程中，由于缺乏设计和运行规范，便假设蒸汽发生器与其他反应堆部件都具有一样的寿命。但是运行经验表明，蒸汽发生器传热管由于各种各样的原因容易发生失效和腐蚀。蒸汽发生器传热管面积占一回路承压边界面积的80%左右，传热管壁厚一般在1mm~1.5mm，而它却承受着一次侧和二次侧之间较大的温差和较高的压差产生的应力，又承受着水力振动、腐蚀以及传热管与管板连接部位的集中应力等，因此造成蒸汽发生器传热管破裂事故的概率比较高。运行经验也表明，传热管是整个一回路压力边界中最薄弱的部分。也是蒸汽发生器内的事故多发区域。蒸汽发生器传热管的可靠性主要取决于传热管的完好性。只要有一根蒸汽发生器传热管断裂，就有可能造成放射性物质的泄露及反应堆停堆。有些专家预言，目前的若干蒸汽发生器将达不到设计预期的寿期要求。因此，各国都把眼界与改进蒸汽发生器技术当做完善整个核动力装置的重要环节，并制定了庞大的研究 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 。本次设计是要通过对传热管的排列方式，高度选择，壁厚及长度等方面的安排，尽可能的使蒸汽发生器再能安全平稳的状况下高效率工作。在蒸汽发生器中倒U形管传热管布置密集，实际使用中，在与管板的交界处，传热管长有污物覆盖或构成有害缝隙，并且经常处于干湿交替，气液两相流动的沸腾传热状态，溶解盐在传热面上浓缩，因此，在传热管表面上的流体及水质条件与蒸汽发生器内的平均条件不同，从冷凝水系统带入的腐蚀产物以水沟形式沉积在流体滞留部位，将引起流动阻力升高，进而衍生局部腐蚀。本次毕业设计我将更进一步的了解和拓展压水堆核电站蒸汽发生器的设备与结构的知识,基本掌握蒸发器传热管的排补与 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 在实际应用中的问题,通过与同组同学的研究及讨论,确定好最佳的设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 .   二、蒸汽发生器传热管设计目的及要求 （一）蒸汽发生器传热管设计目的 蒸汽发生器是压水堆核电站的核心组件之一，蒸汽发生器传热管的腐蚀破损一直是核电站非计划停堆和电站容量因子损失的主要因素，据统计，目前世界上近半数的压水堆核电站蒸汽发生器是带着损伤在运行，每年堵管数达到10000~20000根，存在较大的安全隐患.二回路及其相应的冷却系统使用的水和天然海水含有大量的电解质和溶解氧，尽管对二回路冷却水进行了严格的前期处理，但是仍有少量的溶解氧和氯化物保存下来，切在反应堆启动、停止是存在有空气漏入，回水器泄露或海水漏入等问题. （二）蒸汽发生器传热管设计的要求 1、蒸汽发生器的传热面积是由大量小直径薄壁无缝U形管组成，通常选用传热管的外径为φ12～22 mm，壁厚小于1.5 mm。 2、传热管使用的材料主要为经特殊热处理的Inconel-690合金（即I-690TT）；对于弯管直径小的传热管还需要再次进行热处理以 消除残余应力。 3、根据运行参数，通过热工计算和水力计算，对传热管的结构进行校正 4、蒸汽发生器所有零部件应该绝对的安全可靠、简单紧凑，便于安装使用，同时应该易于发现故障而及时排除。 5、处理好传热管与管板，支撑板等附属设备的连接问题 6、将传热管及其附属设备的主要结构参数计算得出并记录 此外，蒸汽发生器在设计过程中，要充分符合一、二回路参数，在安全运行的前提下，要取得蒸汽发生器最佳技术--经济指标 三、蒸汽发生器传热管机构设计的方法 （一）蒸汽发生器传热管结构设计的基本方法 根据所给定的参数，对蒸汽发生器进行热力计算和传热计算，得出所需要的传热管的总面积，再根据预先分配好的布置参数，进行结构形式的设计，在进行热工水力学的计算，得到传热管在如此方案布置下的冷却剂的静态和动态的数据分析，确定内部流体的水力特性，在进行繁复的校核和验算，逐步完善 （二）设计过程中有可能遇到的问题及改进方法 1、传热管材料选择问题 在1968年以前,传热管材料大多使用18-8型奥氏体不锈钢。后来由于出现了氯离子应力腐蚀破裂事故，大都改用只经工厂退火处理的Inconel-600合金（即I-600MA）。这种管型在早期运行中性能良好，到70年代中期相继发生了耗蚀、凹痕和晶间腐蚀现象。大约从80年代中期开始使用经特殊热处理的Inconel-600合金（即I-600TT），90年代以后主要使用经特殊热处理的Inconel-690合金（即I-690TT）。 2、传热管结构设计问题 应力影响是是导致传热管破损的重要原因之一，所以传热管从制造一直到正常使用运行，必须在各个环节采用一定的措施来消除任何可能引起应力的因素。例如联邦德国则从70年代开始一直使用Incoloy-800合金（即I-800）。传热管在被弯成U形后，对于弯管直径小的传热管还需要再次进行热处理以消除残余应力。 3、传热面积的修正问题 通过已给定的参数和计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 可以预先算出传热面积，在后期还需要计算传热管的数量，高度，和排布问题，对预先的传热面积会有所修改，而基于工程的安全考虑，还要对计算数值有一定的裕度 4、传热管的布置问题 蒸发器传热管排列有两种方式，三角形排布和正方形排布，此次设计将采用正方形排布 （三）主要工作 1、蒸汽发生器的热力计算，根据给定数值计算以下内容 （1）热平衡计算，包括一、二回路的压力温度焓值等 （2）传热管及管内水流速的选取 （3）传热计算，要充分考虑传热管的排污量和污垢热阻问题，利用迭代法反复计算，直至两次计算值误差小于5%为止 （4）管束结构设计 2、蒸汽发生器水动力计算 （5）主管道尺寸和流体流速的确定 （6）一回路水阻力计算：U形管内摩擦阻力计算，一回路局部阻力计算 （7）二回路水循环阻力计算：下降空间阻力，上升空间阻力摩擦计算，支撑上升空间板局部阻力，上升空间弯管区阻力，上升空间加速阻力，上升空间流量分配孔板阻力 3、重新设计传热管的结构形式和分布方式 4、确定传热管选用的材料，官办，防震条等部件的相关尺寸 5、确定蒸发器的结构以及主要部件的尺寸和功能。包括运动压头和预热段高度的计算，有关蒸发器强度方面的计算 四、时间与进度安排 顺序 阶段日期 计划完成内容 1 第一周 查阅相关资料，完成开题工作。 2 第二周 对蒸汽发生器的各项细节设计做整体规划 3 第三周 完成传热管的基本尺寸及材料的确定。 4 第四周 完成蒸汽发生器的热力计算 5 第五周 完成蒸汽发生器的热力计算 6 第六周 完成对传热管结构及布置方式的初步设计 7 第七周 完成蒸汽发生器的水动力计算 8 第八周 重新设计传热管的结构形式和分布方式 9 第九周 完成给水装置及其他部件尺寸的功能设计。 10 第十周 整理论文，答辩。       五、参考文献 1、    孙中宁，《核动力设备》，哈尔滨工程大学出版社，2004 2、    庞凤阁，彭敏俊，《船舶核动力装置》，哈尔滨工程大学出版社，2000 3、    欧阳予，《核反应堆与核能发电》，河北教育出版社2003 4、    薛汉俊，《核能动力装置》，原子能出版社，2004 5、    广东核电培训中心，《900MW压水堆核电站系统与设备》，原子能出版社，2005 6、 沈长斌，《腐蚀科学与防护技术第十五卷》，中国科学院金属研究所，2003 7、 薛静，《蒸汽发生器传热管开裂失效分析及腐蚀机理研究》，2007 8、 蒸汽发生器编写组，《蒸汽发生器》，原子能出版社，2009 9、 钱达中，《核电站水质工程》，中国电力出版社，2008 10、俞冀阳，贾宝山，《反应堆热工水力学》，清华大学出版社，2011 11、专业相关期刊文献资料。